WiMAX

WiMAX-Basisstation

WiMAX-Antenne 13 Meter über dem Boden – die Gegenstelle ist ein 26 km entfernter Fernsehturm – in Betrieb seit 2004 (in Litauen)

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) wird als Synonym für Funksysteme nach dem IEEE-Standard 802.16 verwendet.

WiMAX wurde zunächst als breitbandiges Funkübertragungssystem für stationäre Endgeräte (insbesondere PCs) entwickelt, ist aber inzwischen auch zu einem Standard für Mobilfunksysteme der dritten und vierten Generation weiterentwickelt worden. WiMAX gilt als Konkurrent zu LTE.

Im WiMAX-Forum werden die Details für Endgeräte und Netzkomponenten spezifiziert, die der 802.16-Spezifikation genügen. Endgeräte und Komponenten, die dem sogenannten WiMAX-Profil genügen, können entsprechend zertifiziert werden.

WiMAX-Netze finden sich somit gleichermaßen bei der Anbindung von GSM/UMTS-Basisstationen (Backhauling-Bereich) wie bei der Bereitstellung drahtloser Internetzugänge (Zugangsbereich).

Derzeit werden in zahlreichen Ländern WiMAX-Netze aufgebaut.

Technische Grundlagen

Der Standard IEEE 802.16 gehört zur Familie der 802-Standards, wie auch 802.3 Ethernet oder 802.11 Wireless LAN. WiMAX spezifiziert nach dem OSI-Modell lediglich die beiden untersten Schichten. Im Unterschied zu Wireless LAN ist bei WiMAX die so genannte Basisstation eine zentrale Instanz, die entscheidet, wer senden darf und wer nicht.

Viel Wert wurde auf große Übertragungsraten mit sehr kurzen Latenzzeiten (Reaktionszeiten) gelegt. Auch wurde ein Betriebsmodus mit zugesicherten Datenraten integriert. Diese Quality-of-Service-Option (QoS) ist wichtig z. B. für Telefonie- und Videoanwendungen, damit diese nicht wegen mangelnder Datenrate unterbrochen werden. Im Gegensatz zu anderen Funktechniken ist durch bevorzugte Behandlung der Sprachdatenpakete also eine bessere Sprachqualität möglich. Eine WiMAX-Basisstation darf mit bis zu 30 Watt EIRP senden, eine mobile oder stationäre Gegenstelle entsprechend mit 4 Watt EIRP.

Die verschiedenen WiMAX/IEEE-802.16-Standards

Die wichtigsten sind:

• IEEE 802.16e-2005 (auch WiMAX mobile genannt, Wechsel der Funkzelle im laufenden Betrieb ist möglich)
• IEEE 802.16j-2009 Schon verabschiedete Weiterentwicklung, Korrektur von WiMAX mobile
• IEEE 802.16-2004 (auch WiMAX fixed genannt, Wechsel der Funkzelle im laufenden Betrieb ist nicht möglich)

In der Entwicklung:

• IEEE Draft P802.16m (Anforderungen von IMT-Advanced sollen erfüllt werden)
• IEEE Draft P802.16h

Es existieren verschiedene funktechnische Übertragungsarten:

WiMAX mobile

Für breitbandigen Zugang zum Internet konzipiert. Verwendet OFDM mit MIMO als Modulationsart. Diese Modulation ist sehr gut auch in Umgebungen mit vielen Reflexionen bzw. ohne Sichtverbindung der Antennen geeignet. Auch der neueste WLAN-Standard IEEE 802.11n verwendet diese Modulation sowie der Downlink des zukünftigen Long Term Evolution-Standards. Wechsel der Funkzelle im laufenden Betrieb ist möglich.

Wimax fixed

Vorgänger-Version von WiMAX Mobile. Wechsel der Funkzelle unter Beibehaltung der IP-Adresse war damals noch nicht spezifiziert. Verwendet als Modulationsart ebenfalls OFDM, jedoch ohne MIMO.

Weitere Verfahren für Frequenzen oberhalb von 10 GHz

Oberhalb der Frequenz von 10 GHz bieten sich zur Übertragung der Signale Parabolantennen als Antennen mit hohem Gewinn und großer Richtwirkung an. Die großen zur Verfügung stehenden Bandbreiten von 25 GHz in den USA bzw. 28 GHz in Europa ermöglichen hohe Datenübertragungsraten. Die Nachteile bei diesen Frequenzen sind die nötige Sichtverbindung der beiden Antennen (sogenannte Line of Sight), die aufwändige stationäre Antennenmontage und die fehlende Möglichkeit, mit mobilen Endgeräten zu kommunizieren. Dieses Verfahren eignet sich daher eher für den Anschluss von Großkunden oder zum Verbinden von Basisstationen per Richtfunk.

Praxis

WiMAX wird sowohl als stationäre (fixed) als auch als mobile Alternative (WiBro) bzw. Ergänzung zu DSL-Leitungen und UMTS-Verbindungen diskutiert. Der Versorgungsradius einer Basisstation in städtischer Umgebung liegt üblicherweise zwischen 2 und 3 Kilometern. In Labortests zeigte sich eine Leistungsgrenze von WiMAX bei 50 km Reichweite und einer Datentransferrate von bis zu 108 Mbit/s. Wie bei UMTS müssen sich alle beteiligten Nutzer die zur Verfügung stehende Datenrate teilen.

Die Technologie wird maßgeblich vom Chiphersteller Intel gefördert, der Chips für Notebooks und Telefone angekündigt hat. Strategische Partnerschaften, wie z. B. mit Alcatel-Lucent, sichern die parallele Entwicklung dazugehöriger Mobilfunk-Basisstationen. Mit Stand Februar 2007 haben sich über 430 Technologieunternehmen und Institutionen im WiMAX-Forum zusammengeschlossen, um durch Standardisierung von WiMAX dessen Kompatibilität mit den Produkten der verschiedenen Hersteller zu gewährleisten. Dazu gehören auch führende Netzwerkausrüster wie Motorola und Siemens, große Netzbetreiber wie AT&T und British Telecom und Mobilfunkanbieter wie Nokia und Ericsson.

Verbreitung von WiMAX (geographisch)

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Entwicklung in Deutschland

Nach Tests verschiedener Anbieter gibt es seit Ende 2005 die ersten kommerziellen WiMAX-Angebote von Deutsche Breitband Dienste GmbH (DBD) und Arcor. Beide Unternehmen setzten dazu WLL-Lizenzen im 3,5-GHz-Band ein, um darüber Technologie nach dem 2005 zertifizierten Fixed-WiMAX-Standard zu verwenden. Den kommerziellen WiMAX-Betrieb in Deutschland startete im Mai 2005 die DBD in Heidelberg mit einem WiMAX-Netz für Gewerbekunden. In Berlin begann DBD am 8. November 2005 mit dem deutschlandweit ersten kommerziellen städtischen WiMAX-Netz für Privat- und Geschäftskunden im Stadtteil Pankow. Die Standard-Produkte für Privatkunden haben eine asymmetrische Bandbreite, welche mit Downloadgeschwindigkeiten von 1,0 Mbit/s und 2,0 Mbit/s buchbar sind. VoIP als Teil des Angebotes soll ab Frühjahr 2007 erhältlich sein. Reine WiMAX-Netze bis zum Endkunden werden durch die DBD seit der zweiten Jahreshälfte 2006 auch in Wuppertal, Dresden und Leipzig, im niedersächsischen Barsinghausen/Springe und seit Anfang März 2007 in Magdeburg und Dessau sowie seit Juli 2007 in Halle angeboten. Neben DBD betreiben seit Dezember 2005 die Firma Vodafone (ehemals Arcor) in Kaiserslautern und seit 2007 die Firma NeckarCom aus Stuttgart ein kommerzielles WiMAX-Netz. Das Angebot der NeckarCom umfasst aktuell Bandbreiten von bis zu 3 Mbit/s sowie Internet- und ggf. Telefonflatrate.

Die eigentlichen WiMAX-Lizenzen, die sogenannte Broadband-Wireless-Access-Lizenzen (BWA-Lizenzen) für Frequenzen im Bereich 3400 bis 3600 MHz, hat die Bundesnetzagentur in einer Auktion im Dezember 2006 vergeben. Fünf der sechs Interessenten haben die Lizenzen für rund 56 Millionen Euro ersteigert. Damit blieb der Auktionsbetrag unter dem von der Bundesnetzagentur angesetzten Mindestgebotspreis von 60 Millionen Euro aller Frequenzen zusammen. Nicht für alle Lizenzen bestand Interesse. Die noch vorhandenen 25 Lizenzen sollen nun in einem neuen Vergabeverfahren zur Verfügung gestellt werden.

Erfolgreiche Bieter für bundesweite Lizenzen waren die US-Firma Clearwire, die Deutsche Breitbanddienste GmbH (DBD), die unter dem Namen MAXXonair in Städten und unter DSLonair im ländlichen Raum Angebote macht und Inquam, ein Joint Venture des WiMAX-Entwicklers NextWave Wireless mit Finanzinvestoren und der Omnia Holdings Limited. Regionale Lizenzen für Bayern ersteigerten die italienische MGM Productions Group S.R.L. und Televersa online (Televersa hat ihre Frequenzen aufgrund geringer Nachfrage Ende 2008 wieder an die Bundesnetzagentur zurückgegeben). Öffentlich haben die meisten der erfolgreichen Bieter ihre Ausbaustrategien noch nicht bekannt gegeben. Bis Ende 2009 müssen 15 Prozent der Gemeinden im jeweiligen Versorgungsgebiet abgedeckt sein, bis Ende 2011 dann 25 Prozent.

Entwicklung in Österreich

Im Oktober 2004 haben 4 Unternehmen die nötigen Funkfrequenzen in einer Auktion ersteigert. Als einziger Interessent hat das österreichisch-schweizerische Konsortium WiMAX Telecom landesweite Lizenzen erworben. WiMAX Telecom hat 2005 und 2006 Netze im Burgenland, im Wiener Becken und in der Oststeiermark in Betrieb genommen, musste jedoch 2009 Konkurs anmelden. Lizenzen erwarben auch UPC Telekabel, Telekom Austria sowie Teleport. Die Telekom Austria hat jedoch ihre Lizenzen, mangels Interesse, Ende Dezember 2007 zurückgegeben.

Entwicklung in der Schweiz

In der Schweiz hat die Mobilfunktochtergesellschaft der Swisscom eine Lizenz in einer Auktion des Regulierers ComCom erworben. Im April 2007 startete ein Test in 30 Haushalten der Berner Gemeinde Boltigen. Das Ziel dieses Versuches war die Eignung als Ablöser der bisherigen Breitbandverbindungen zu evaluieren. Nach kurzer Zeit gab es jedoch heftigen Widerstand aus der Bevölkerung, v.a. durch den Verein gigaherz.ch (Schweizerischer Verein Elektrosmog-Betroffener). Das Verwaltungsgericht des Kantons Bern hat entschieden, dass die Swisscom den Feldversuch abbrechen muss. Auf diesen Entscheid wurde seitens der Swisscom kein Rekurs eingelegt.

Bis zum heutigen Datum (Mai 2008) wurden keine weiteren Feldversuche in der Schweiz gestartet.

Übriges Europa

Frankreich

Intel und France Télécom haben während der Tour de France 2005 gemeinsam ein drahtloses WiMAX-Breitbandnetz aufgebaut. Um die 450 Journalisten und akkreditierte Tourbegleiter an das Breitbandnetz anzuschließen, hat France Télécom einen WiFi-Hotspot eingerichtet. Für die Informations- und Berichterstattung der Journalisten zur Tour de France stand France Télécom jeden Tag vor der Aufgabe, über Nacht die gesamte Telekommunikationsinfrastruktur am nächsten Etappenziel aufzubauen. Da für WiMAX keine Verkabelung nötig ist, war das Breitbandnetz innerhalb einer knappen Stunde einsatzbereit.

Belgien

In Belgien wird WiMAX (Pre-WiMAX) seit 2005 im Großraum Brüssel durch den international tätigen Anbieter Clearwire angeboten. Es wird mit einer Frequenz von 3,5 GHz gesendet. Es werden Geschwindigkeiten bis zu 3 MBit/s angeboten.

Spanien

In Spanien finden sich einige wenige großräumige Projekte, darunter der Anbieter Iberbanda, der 2006 von dem spanischen Exmonopolisten Telefónica de España, S.A.U. aufgekauft wurde und im Süden Spaniens (Andalucía, v.a. in den Provinzen Málaga und Almería) tätig ist. Im Norden findet sich Euskaltel und an der Costa Blanca der private WiMAX-Netzbetreiber aeromax, der als einer der wenigen seiner Art auch ein eigenes Weblog zu seiner Arbeit betreibt: das aeromax blog.

Irland

In Irland bietet Irish Broadband WiMAX in ausgewählten Gegenden an und gibt an, dort über mehr als 20.000 Nutzer zu verfügen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Ländern setzt Irish Broadband dabei weniger auf Nutzer in schlecht versorgten Gebieten sondern geht in die Ballungsgebiete Dublin, Cork usw., um potenzielle DSL-Nutzer, die keinen Telefonanschluss haben, zu gewinnen.

Kroatien, Slowakei

Das in Österreich aktive österreichisch-schweizerische WiMAX Telecom-Konsortium expandiert nach Süd- und Ost-Europa und hat erste Netze in Kroatien und in der Slowakei aufgebaut. Das Unternehmen gibt an, in Österreich, Kroatien und der Slowakei zusammen 6000 Kunden zu versorgen. Ein weiterer Anbieter in Kroatien ist Optima Telekom. Es werden verschiedene Pakete von Optima Telekom angeboten, momentan nur in Čakovec.

Die kroatische Netzagentur hat bis jetzt in 11 Gespanschaften eine WiMAX-Lizenz vergeben, und zwar in jeder 4 Lizenzen.

Firma	Lizenzen
Odašiljači i veze (OiV)	11
Optima Telekom	10
Wimax Telecom	8
T-Hrvatski Telekom (T-Com, Iskon)	6
H1 Telekom (Portus)	5
Vipnet	1
Globalnet	1
Novi-net	1
Dubrovnik Telekom	1

Die Firma Odašiljači i veze (OiV), welche auch die Sendeanlagen der nationalen Fernseh- und Radiosender verwaltet, ging als Sieger hervor. Bis Weihnachten 2006 will OiV WiMAX in Rijeka und Split anbieten. Zuerst werden Telefonie und Breitbandinternet angeboten, später auch Fernsehen.

H1 Telekom hat das Netz bereits in Split und Rijeka aufgebaut und wartet auf eine Betriebsgenehmigung von der Netzagentur.

Litauen

In Litauen wird WiMAX seit Sommer 2004 vor allem für Gegenden angeboten, in denen es keine Telefonleitungen gibt. Die Preise liegen bei ca. 30 € für eine 64-kbit/s-Flatrate mit fester IP-Adresse.

Bulgarien

In Bulgarien wurden fünf WiMAX-Lizenzen im Sommer 2005 versteigert. Der kommerzielle Betrieb startete in Februar 2007 mit dem ersten Netz von Mobiltel. Aktuell werden die Dienste in etwa 10 größeren Städte und nur an Geschäftskunden angeboten zu Preisen von umgerechnet etwa 30 Euro im Monat für eine Flatrate mit symmetrischer Bandbreite und einer Datenrate von 1 MBit/s. Aktiv sind noch die Netze von Max Telecom (in 12 Städte) und Nexcom Bulgaria.

Russland

In Moskau und St. Petersburg ist seit November 2008, in Ufa, Krasnodar, Wyborg und Sotschi seit Mitte 2009 das mobile WiMAX gemäß IEEE 802.16e-2005 WiBro des Providers YOTA flächendeckend verfügbar. Der Service kostet ab März 2009 900 Rubel oder ca. 22 Euro pro Monat. Die effektive Datenrate ist 5 Mbit/s.

Afrika

Südafrika

Unter dem Namen iBurst[1] ist die WiMAX-Technik in Südafrika seit einigen Jahren verbreitet und erfreut sich immer größerer Beliebtheit. iBurst ist in den meistens Städten in Südafrika verbreitet und die derzeit preiswerteste Möglichkeit der Hochgeschwindigkeitsanbindung an das Internet. Verschiedene Datenvolumen-Pakete ab ca. 15 Euro pro Monat stehen zur Auswahl. Der Download-Stream beträgt bis zu 1024 Kbps.

Sierra Leone & Mosambik

Aufgrund der schlechten Festnetzversorgung in Sierra Leone und Mosambik baut der Konzern Multinet [2] ein WiMAX-Netzwerk ab 2008 auf. Hierdurch wird der Durchbruch des Internets in den beiden Staaten erwartet.

Zukunft von WiMAX

Am 9. März 2010 gab der weltweit größte Netzwerkausrüster Cisco bekannt, kein WiMax-Equipment mehr zu entwickeln und herzustellen. Im Mobilfunkbereich werden dem Long-Term-Evolution-Standard mittlerweile größere Chancen zugesprochen, der neue Standard für mobile Datenübertragung zu werden.

Literatur

• K. Fazel und S. Kaiser: Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and MC-CDMA to LTE and WiMAX, 2. Auflage, John Wiley & Sons, 2008, ISBN 978-0-470-99821-2

Siehe auch

• Broadband Wireless Access
• Funknetz
• WiMAX-Forum
• Wireless Local Loop (WLL)
• WMAN
• Max-fi
• UMTS-Versteigerung

Weblinks

• heise mobil: Konkurrenzwellen
• Das ELektronik-Kompendium.de: IEEE 802.16 / WiMAX
• IEEE 802.16
• Datenbank zertifizierter WiMAX-Geräte
• IP-Datenverkehr über Wimax – Standard mit Vorteilen, aber ungewisser Zukunft von Wolfgang Schulte, DHBW Stuttgart, in NET 10/10 S.37